Laboratorium z termodynamiki

TEMAT :

Pomiary temperatury i sprawdzanie termometr�w.

1.Cel
wiczenia: poznanie zasad dzia
ania i w
asno
ci przyrz
d�w do pomiaru temperatury ,przeprowadzenie pomiar�w ustalaj
cych charakterystyki termometr�w oraz wp
yw czynnik�w zewn
trznych na wyniki pomiaru temperatury.

2.Przyrz
dy pomiarowe :

W pomiarach na laboratorium wykorzysta
em nast
puj
ce przyrz
dy pomiarowe :

I. Stanowisko do pomiaru temperatury w
�kna
ar�wki :

a) Woltomierz :

zakres 0-750 V

b

d wskaza
1V

b) Autotransformator :

zakres napi
cia wyj
ciowego 0�250 V

c)
ar�wka

moc �40 W

napi
cie zasilaj
ce �220 V

d) Pirometr :

zakres czarny 0�1400 ^OC

zakres czerwony 1200�2000 ^OC

b

d wskaza
5 ^�C

II. Stanowisko do bada
temperatury :

Termometr platynowy (wzorcowy) :

zakres pomiarowy 10-199,9 ^OC

dzia
ka elementarna 0,1

b) Termometr cieczowy (rt
ciowy)

zakres pomiarowy 0-300 ^OC

dzia
ka elementarna 1 ^OC

Termometr oporowy

zakres do 200 W

dzia
ka „elementarna” 0,1

d) Termopara (nikiel-chromonikiel) po

czona z miliwoltomierzem cyfrowym

zakres 0-100 mV

dzia
ka elementarna 0,01 mV

3.STANOWISKO BADAWCZE.

a) Stanowisko do pomiaru temperatury w
�kna
ar�wki :

2

1

5

3

4

Wsk
ad stanowiska badawczego wchodz
nast
puj
ce elementy :

1-autotransformator

2-
ar�wka

3-stojak

4-woltomierz

5-pirometr

Opr�cz tych element�w w sk
ad uk
adu wchodz
jeszcze przewody

cz
ce ze sob
poszczeg�lne elementy .

b) Stanowisko do sprawdzania termometr�w :

4 3 1-tygiel

2-palnik

6 3-termometr platynowy

4-termometr rt
ciowy

5 5-termometr oporowy

1 8 6-omomierz cyfrowy 2 7-miliwoltomierz cyfrowy

4.Wyniki pomiar�w , oblicze
i wykresy:

a) wskazania kt�re uzyskali
my podczas pomiaru temperatury w
�kna
ar�wki za pomoc
dw�ch pirometr�w:

Lp.	Woltomierz [ V ]	Pirometr 1 [ ^oC ]	Pirometr 2 [ ^oC ]
1	70	1080	1000
2	80	1140	1075
3	90	1200	1185
4	100	1260	1245
5	110	1360	1340
6	120	1420	1410
7	130	1520	1480
8	140	1600	1530
9	150	1650	1600
10	160	1720	1695
11	170	1780	1740
12	180	1820	1820
13	190	1900	1870
14	200	1930	1920
15	210	2000	1940

• wykres przedstawiaj
  cy temperatur
  
  ar�wki jako funkcj
  napi
  cia

wskazania kt�re uzyskali
my podczas pomiaru temperatury podgrzewanej wody podczas sprawdzania termometr�w:

Lp	Termoelement [ mV ]	Termometr oporowy [ W ]	Termometr rt ciowy [ ^oC ]	Termometr platynowy [ ^oC ]
1	0,05	103,1	4	3,4
2	0,38	104,7	14,5	13,5
3	0,64	107,5	20	19,7
4	0,84	109	26	24,5
5	1,01	110	30,8	29,3
6	1,19	111,2	35	34
7	1,37	112,3	40	38,8
8	1,54	113,4	45	43,6
9	1,77	115,2	51	49
10	1,93	116,3	55	53,6
11	2,17	117,4	60	59,5
12	2,37	119,1	66	64,8
13	2,52	120,4	71	69,1
14	2,71	121,8	75	74,2
15	2,9	122,8	81	80
16	3,14	124,2	85	83,7
17	3,39	125,5	91	89,6
18	3,55	126,8	95	94,3
19	3,69	129,6	99	98,2

-wykres przedstawiaj
cy odczytan
temperatur
na termometrze platynowym jako funkcj
termometru oporowego

-wykres przedstawiaj
cy odczytan
temperatur
na termometrze platynowym jako funkcj
termoelementu :

W tabelce :

Xi - wskazania odczytane z termopary ,

Yi - wskazania odczytane z termometru platynowego,

warto
ci
rednie

Lp						^2
1	0,05	3,4	-1,905789474	-50,43157895	96,11197	3,632034
2	0,38	13,5	-1,575789474	-40,33157895	63,55408	2,483112
3	0,64	19,7	-1,315789474	-34,13157895	44,90997	1,731302
4	0,84	24,5	-1,115789474	-29,33157895	32,72787	1,244986
5	1,01	29,3	-0,945789474	-24,53157895	23,20171	0,894518
6	1,19	34	-0,765789474	-19,83157895	15,18681	0,586434
7	1,37	38,8	-0,585789474	-15,03157895	8,805341	0,343149
8	1,54	43,6	-0,415789474	-10,23157895	4,254183	0,172881
9	1,77	49	-0,185789474	-4,831578947	0,897657	0,034518
10	1,93	53,6	-0,025789474	-0,231578947	0,005972	0,000665
11	2,17	59,5	0,214210526	5,668421053	1,214235	0,045886
12	2,37	64,8	0,414210526	10,96842105	4,543235	0,17157
13	2,52	69,1	0,564210526	15,26842105	8,614604	0,318334
14	2,71	74,2	0,754210526	20,36842105	15,36208	0,568834
15	2,9	80	0,944210526	26,16842105	24,7085	0,891534
16	3,14	83,7	1,184210526	29,86842105	35,3705	1,402355
17	3,39	89,6	1,434210526	35,76842105	51,29945	2,05696
18	3,55	94,3	1,594210526	40,46842105	64,51518	2,541507
19	3,69	98,2	1,734210526	44,36842105	76,94418	3,007486
Suma			3,55271E-15	-7,10543E-14	572,2275	22,12806
War. red.	1,955789	53,83158

r�wnanie prostej

gdzie:

a wi
c prosta na wykresie ma nast
puj
ce r�wnanie:

4.Rachunek b

d�w.

a) B

d woltomierza:

B

d bezwzgl
dny dla pirometru przyjmuj
jako dzia
k
elementarn

20 ^o

b)1. Termometr wzorcowy

k=0.1oC ; xz=400oC

2. Termometr rt
ciowy

k =1oC ; xz=100oC

3. Termometr oporowy

k=0,1 W ; xz=200 W ;

Dx_m =0,2 W

4. Termopara

k=0.01mV ; xz=100mV ;

Dx_m =0,01mV

5.Wnioski.

Podczas laboratorium zapoznali
my si
z r�
nymi typami termometr�w (termometr rt
ciowy, oporowy termopara oraz pirometr cz

ciowego promieniowania). Po przeprowadzonych pomiarach i obliczeniach mo
na stwierdzi
,
e najmniejszy b

d wskazywa
y termometry wzorcowy, oporowy i termopara. Najwi
kszy b

d posiada
termometr rt
ciowy. Na b

dy w odczycie temperatury z poszczeg�lnych termometr�w mia
y wp
yw nast
puj
ce czynniki :

- op�
nienie w odczycie ( termopara posiada bardzo ma

bezw
adno

ciepln
, termometr rt
ciowy stosunkowo wi
ksz
),

- odczyt podzia
ki przez studenta,

Pomiar temperatury przy pomocy pirometru cz

ciowego promieniowania obarczony jest r�wnie
du
ym b

dem (wskazuj
to du
e rozbie
no
ci pomi
dzy temperaturami odczytanymi przez dwie osoby - r�
nice temperatury poszczeg�lnych odczyt�w). Najwi
kszy wp
yw na b

d posiada subiektywny odczyt temperatury przez obserwatora, a tak
e b

d woltomierza.

---